中微量元素对水稻产量和品质的影响研究进展

中微量元素作为水稻生长发育所必需的营养元素,是多种酶系统的构成要素和激活剂,同时还参与光合作用、呼吸作用、激素合成及抗逆等一系列重要生理过程,对水稻生长及产量和品质的形成起着重要作用。因此,综述了对水稻具有显著作用的镁、锌、硒、铁元素的吸收、积累和代谢途径,以及它们对水稻产量和品质的影响,并深入分析了中微量元素在水稻生产中所面临的挑战,探讨了中微量元素在未来可持续发展农业中的必要性以及研究方向,旨在为通过合理施用中微量元素实现水稻高产和优质提供理论依据。

硝化抑制剂双氰胺施用对水稻产量和温室气体排放的影响

为探究施用硝化抑制剂双氰胺对水稻产量和温室气体排放的影响,以常规粳稻品种南粳9108为供试材料进行盆栽试验,设置常规氮肥(CK)和常规氮肥配施硝化抑制剂双氰胺(DCD)2个处理。采用静态箱-气相色谱法连续监测稻田温室气体排放动态变化。结果表明,与CK相比,DCD显著提高了水稻产量(15.1%)和地上部生物量(28.4%),并且显著降低了稻田甲烷(CH_(4))累积排放量(22.2%)、氧化亚氮(N_(2)O)累积排放量(56.0%)、综合温室效应(GWP)(24.4%)和温室气体排放强度(GHGI)(31.7%)。可见,常规氮肥配施硝化抑制剂双氰胺可以协同实现水稻丰产和稻田温室气体减排。

施氮量对杂交稻两优培九产量、品质及吸氮特性的影响

在大田条件下 ,以汕优 6 3为对照 ,研究不同施氮量对杂交稻两优培九的影响。结果表明 ,随施氮量的增加 ,两优培九的吸氮量、干物质累积量、百公斤籽粒需氮量均增加 ;产量以及氮肥利用率均随施氮量的增加而增加 ,至中肥处理达最大值 ,而高肥处理则显著降低 ;相同施氮水平 ,两优培九的产量、吸氮量、干物质累积量以及肥料利用率均高于汕优 6 3;在 90 0 0～ 10 5 0 0kg·ha-1的产量水平下 ,百公斤籽粒需氮量为 2 .0～ 2 .2kg ,氮肥利用率在 40 %左右 ;适当增施氮肥有利于营养品质、加工品质、蒸煮食味品质的提高 ,而高肥不利于外观品质的提高。在品种间产量和品质均存在显著差异 ,4个氮肥处理水平下 ,两优培九的产量均高于汕优 6 3、品质优于汕优 6 3。

“籼改粳”的生产优势及其形成机理

【目的】旨在阐明"籼改粳"的生产优势,并从栽培角度系统研究其优势形成的生理生态机理。【方法】2010—2011年,在长江下游稻麦两熟制地区(江苏扬州、兴化、东海),以当地代表性的粳稻品种(武运粳24号、徐稻3号、连粳7号、徐优733等)和籼稻品种(两优培九、Ⅱ优084、新两优6380、扬两优6号等)为材料,系统比较研究籼粳稻的生育安全性、产量、品质、温光资源利用、群体生长发育动态、株型和倒伏性状等方面的差异。【结果】在机插和摆栽两种轻简栽培条件下,粳稻生育安全性优于籼稻,后期耐低温,灌浆持续时间长。两年粳稻的平均产量,扬州分别为10.90和10.87 t.hm-2,兴化分别为10.93和10.65 t.hm-2,东海分别为10.49和10.41 t.hm-2,显著或极显著高于籼稻。粳稻群体颖花量与籼稻相当或略少于籼稻,但籽粒的充实性状优于籼稻,这也是粳稻获得较高产量的关键。粳稻加工品质和蒸煮食味品质显著或极显著优于籼稻,外观品质和营养品质稍逊于籼稻。"籼改粳"生产优势形成的生理生态特征为:粳稻全生育期较籼稻明显延长,灌浆后期粳稻更能适应温凉天气,增加水稻对温光资源的利用,使得粳稻能够安全成熟;粳稻后期具有较高的光合生产能力,能够增加群体光合物质积累量,提高群体库容总充实量;同时,粳稻后期能够适应低温天气而不早衰,维持强壮根系和较高的茎鞘强度,增强群体抗倒伏能力,保证较大库容的安全充实与支撑。【结论】在机械化轻简化栽培条件下,粳稻更能充分利用温光资源,生育后期仍保持强劲生长优势,不仅能够安全成熟,而且产量高、品质优、效益好,综合生产力高。

水稻“精苗稳前、控蘖优中、大穗强后”超高产定量化栽培模式

【目的】寻求水稻稳定超高产的栽培模式。【方法】以早熟晚粳品种武粳15、常优1号为供试材料,其它栽培措施统一在最佳技术指标前提下,就氮肥运筹与穗肥施用叶龄期,设置了稳前优中强后、平衡促进和促前控中3种栽培模式,并以长江中下游地区单季稻大面积生产上的常规栽培模式为CK,对产量及其结构、群体生长发育动态以及根系活力等方面进行系统比较。同时,在江苏东海、兴化、高邮、常熟等地,以徐稻3号、常优1号、陵香优18、武粳15等品种为材料,进行(15—50)×667m2连片的稳前优中强后超高产栽培综合试验与扩大到100×667m2连片试验田上的生产性验证试验。【结果】2品种稳前优中强后、平衡促进2模式的实产均达到了超高产水平(≥750kg/667m2)。与CK相比,稳前优中强后、平衡促进2模式每穗粒数多、群体颖花量大,单位面积穗数、结实率和千粒重则与之相当;2模式的群体于有效分蘖临界叶龄期准时够苗,高峰苗出现在拔节期,且数量适中(适宜穗数的1.3—1.4倍),此后群体平缓消减,至抽穗期基本稳定,最终成穗率显著高于CK;其群体LAI动态与茎蘖动态趋势基本一致,最大LAI均出现在孕穗期,为8.0—8.5,成熟期仍保持3.5—4.0;群体光合势与干物质积累,2模式在生育前期(移栽—拔节期)较CK低,中期(拔节—抽穗期)与CK相当,后期(抽穗—成熟期)显著高于CK;2模式在拔节期的根系干重与CK相当,抽穗期和成熟期则显著高于CK,而这3个时期的根冠比均显著高于CK,其抽穗后(抽穗—腊熟期)的根系平均伤流量与颖花根流量均显著高于CK。同时,连续2年多地的稳前优中强后超高产综合栽培试验以及后3年扩大到100×667m2连片试验田上的生产性验证试验,实产均达800kg/667m2左右。【结论】揭示了水稻超高产栽培的根本在于"强支撑、扩库容、促充实";提出了水稻精苗稳前、控蘖优中、大穗强后的超高产定量化栽培模式。

杂交粳稻13.5t hm^-2超高产群体动态特征及形成机制的探讨

选用杂交粳稻甬优8号,以国家粮食丰产工程兴化、姜堰实施基地1.0hm2连片与6.67hm2连片超高产攻关方为依托,研究了13.5thm-2超高产群体特征,并探讨了群体形成机制。结果表明,较之12.0thm-2左右群体,13.5thm-2群体的穗型大,群体颖花量多(60000×104hm-2以上),有效穗数、结实率和千粒重与之相当;群体茎蘖于生育前期稳步增长,至有效分蘖临界叶龄期达适宜穗数,高峰苗出现在拔节期,数量少,为预期穗数的1.3倍左右,此后群体平缓下降,至抽穗期达适宜穗数,成穗率高(>75%);群体叶面积指数前期增长相对较缓慢,最大值出现在孕穗期,为8.5左右,此后下降缓慢,成熟期仍保持在4.0以上;群体光合势生育前期较小,中、后期较大,总光合势为675×104m2dhm-2以上,抽穗至成熟期的光合势占总光合势的45.0%以上;群体拔节前干物质积累速度相对较缓、积累量略低,拔节后积累速度较快,至抽穗期群体生物量为13.5thm-2以上,抽穗后积累量亦高,一般为9.75thm-2以上,总干物重高达23.25thm-2以上。13.5thm-2超高产群体形成机制为,依靠精苗,发大蘖,及时够苗,提高够苗期群体质量(有效分蘖临界叶龄期),为中期高质量群体结构的培育奠定生物学基础;依靠合理的群体动态及其规模,培育适宜数量的壮秆大穗,于抽穗期形成具有强抗倒力和巨量安全库容的高光效群体;依靠平稳消退的光合系统,提高抽穗后群体光合物质生产力,增大群体库容的总充实量,并维持较大的茎鞘强度,增强群体的安全抗倒力。

超高产小麦吸氮特性与氮肥运筹的初步研究

以普通小麦半冬性品种徐州25为试验材料,分别在北方冬麦区的河南省武陟县(N35.1°)与南方冬麦区的江苏省扬州市(N32.4°)培育超高产群体。通过比较分析,初步揭示了两地超高产小麦群体的吸氮特性:(1)与一般高产群体相比,超高产群体吸氮总量约增10％,其中主要增大了生育中、后期的吸氮强度,增加了中、后期吸氮量。(2)北方冬麦区(武陟)超高产群体总吸氮量与各主要生育期氮积累量均高于南方冬麦区(扬州)。不同生育阶段的净增吸氮量北方麦区冬前与抽穗后比南方麦区大幅度增加。相反,南方麦区因冬春温度相对较高,越冬期至拔节期的净增吸氮量多于北方麦区。据以上吸氮特性与典型超高产实践提出的合理施氮技术为:适当增加总施氮量,前氮后移,重施拔节孕穗肥。

水稻氮肥精确后移及其机制

以早熟晚粳品种武运粳7号、武香粳14、常优1号为供试材料,通过搁田后一次性追肥试验来精确确定高产高效的氮肥后移施用叶龄期;在此基础之上,对氮肥精确后移施用模式进行了研究,并探讨了其高产高效机制。结果表明:(1)倒四、倒三叶是早熟晚粳稻最利于高产高效的追肥叶龄期。从产量构成因素看,倒四、倒三叶追肥群体穗数足、穗型大,群体颖花量高,且结实率与千粒重均可稳定在正常水平;从群体生长发育来看,倒四、倒三叶追肥群体茎蘖消长平缓,高峰苗适中,成穗率高(80%左右),生育中、后期氮肥累积量大,适宜叶面积指数高,群体光合势强,干物质积累多,最终产量高,氮素当季利用率亦高。(2)较之常规施氮模式,氮肥精确后移模式产量显著高,氮素当季利用率、生理利用率、施氮增产力以及表观生产力均显著高,百公斤籽粒需氮量则略低,在大面积生产上应用表现显著增产增效。其高产高效机制为,既能巩固穗数,又能有效控制无效(低效)分蘖,获取高成穗率,形成足量的群体有效穗数;既能攻取大穗,又能防止群体叶面积过度增长,于生育中期形成较高且适宜的叶面积指数与配置良好的冠层结构,具有较高粒叶比,使抽穗期群体干物质数量足且质量优;既能提高抽穗后群体干物质积累量,又能协调群体茎鞘物质输出与运转,以强源畅流促进群体库容的有效充实。

水稻品种氮肥群体最高生产力及其增长规律

在提出氮肥群体最高生产力概念的前提下,以长江中下游地区有代表性的50个早熟晚粳品种(系)为供试材料,比较研究品种间氮肥群体最高生产力的差异及其与产量构成因素、株型和氮肥农学利用率的关系。结果表明:(1)在基础地力产量为6thm-2的沙壤土上,50个早熟晚粳品种氮肥群体最高生产力对应的施氮量主要集中在225～300kghm-2,各品种的氮肥群体最高生产力因种而异,变动在7.42～11.02thm-2,差异显著。(2)氮肥群体最高生产力与群体颖花量呈显著正相关(r=0.865),生产力处于顶层与高层水平品种的颖花量极显著高于中层、低层品种,而颖花量的增加主要体现在每穗粒数的极显著增加。(3)氮肥群体最高生产力随高效叶面积与单穗重增加而增长,顶层和高层水平品种的基本株型性状均显著优于中层和低层水平品种,主要表现为株高105～110cm,基部节间粗0.65cm左右,高效叶面积大(高效LAI大于5),穗型较大。(4)品种间理论氮肥群体最高生产力随对应施氮量增加而增长,但相同对应施氮量下,品种生产力亦有一定差异。(5)筛选出6个氮肥群体最高生产力(≥10.5thm-2)与氮肥农学利用率均较高且协调统一的品种。

中国抛秧稻作技术体系及其特征

自20世纪80年代以来,中国对抛秧稻作进行了大量的研究与示范推广工作,使抛秧稻作获得了惊人的进展,逐渐形成了集省工省力与高效于一体、能适应各种稻作体制和中国农村经济状况的抛秧稻作技术体系。该体系主要由以下6个方面构成:(1)阐明了抛秧立苗过程;(2)剖析了田间分布格局及其生态生理效应;(3)揭示了生长发育与产量形成的基本特征;(4)研明了高产形成规律及调控途径;(5)创立了多样化实用育秧方法;(6)研究并集成了大田培管配套技术。该技术体系的4个主要特征:(1)是一个内涵极为丰富的多元结构技术体系;(2)具有在实事中求"是"的科学基础;(3)实用性强、应用性广、推广速度快;(4)紧扣现代稻作发展实际,不断破旧创新。

双季晚粳生产力及相关生态生理特征

于江西鄱阳、上高县,选用代表性晚粳稻品种(武运粳24、南粳44、镇稻11、常优1号、常优5号、甬优8号),在高产栽培条件下以当地代表性晚籼稻品种为对照,系统比较了粳、籼稻间产量、品质和效益的差异,初步阐明了双季晚粳生产力优势,并从温光利用、株型、光合物质生产等方面探讨了其优势形成的生态生理特征。结果表明,3年晚粳平均产量分别为9.6、8.3、9.9 t hm–2(2011年上高县甬优8号最高产量田块达10.6 t hm–2),极显著高于晚籼,而其产量高的主要原因是每穗粒数、结实率显著或极显著高于籼稻;晚粳加工品质、食味品质优于晚籼(晚粳出糙率、精米率、整精米率显著或极显著高;籽粒直链淀粉、蛋白质含量显著或极显著低,胶稠度显著或极显著长),外观品质逊于晚籼(粳稻的垩白率、垩白大小、垩白度均显著或极显著高于籼稻);晚粳效益高于晚籼(3年晚粳的纯收益分别为11 890.6、10 252.1、16 565.9元hm–2,分别高23.8%、23.6%、26.7%)。双季晚粳生产力优势形成的相关生理生态特征为,较籼稻全生育期特别是结实期明显延长,抽穗结实期较籼稻适应凉爽气候,增加对温光资源利用,能正常成熟;后期有较高光合生产能力,增大了群体光合物质生产积累量,源库协调性好,库容总充实量高;生育后期在偏低温气候下不早衰,维持较强根系和较大茎鞘强度,具有较强群体抗倒伏能力。

水稻有序摆、抛栽的生理生态特征及超高产形成机制

【目的】研究水稻有序摆栽和点抛超高产形成的生理生态特征及机制,探索水稻超高产轻简化栽培途径。【方法】本试验通过塑盘旱育摆栽、点抛、撒抛3种栽插方式及与机插稻产量形成的生理生态特征比较,从活棵发苗、分蘖发生、光合物质生产、后期根系活性、群体透光率和抗倒伏性等方面,探究了水稻有序摆、抛栽的生理生态特征及超高产机制。【结果】有序摆栽和点抛群体起点质量好,发棵快,各生育时期群体叶面积、光合势、粒叶比、物质生产积累与转运均显著或极显著优于撒抛,且后期通风透光性好,群体衰老慢,保持较强的物质生产能力,抗倒伏性强,产量高。【结论】有序摆、抛栽群体起点质量高,活棵快,各时期生长优势显著,产量潜力大,是实现水稻超高产轻简化栽培的精良基础。

中国水稻种植机械化高产农艺研究现状及发展探讨

水稻种植机械化是中国作物机械化生产的难点。论文在回顾中国水稻机械化种植发展概况的基础上,重点总结与阐述水稻3种机械化种植方式下的高产规律与栽培农艺。(1)系统归纳了盘育毯苗机插水稻的生长发育特性,重点阐述了毯苗机插稻的高产形成规律,即以合理的茎蘖动态与LAI动态,提高群体中后期光合物质生产能力;以合理增加生育中期有效与高效生长量,提高抽穗后物质生产积累量与最终生物学产量;以足量穗数与较大穗型协调产出足够的群体总颖花量,并保持通常的结实率与粒重。同时介绍了相配套的高产栽培农艺:①培育标准化壮秧,提供构建高产群体起点的生物基础;②机械精确栽插,形成高质量群体起点;③前期及早促进,在有效分蘖临界叶龄期稍前群体茎蘖数够到高产适宜穗数值;④及早适度搁田,把群体高峰苗控制为适宜穗数值的1.4—1.5倍,为及早重施壮秆促花肥创造条件;⑤主攻中期优化生长,增加有效与高效生长量,以适量壮秆大穗构成高光效群体;⑥强化后期物质生产与积累,提高群体库容充实量。(2)系统介绍了钵苗机插水稻高产栽培具有的诸多优势:利于精确培育大秧龄带土钵壮秧;几乎无植伤地精确机插;可精确实现高产栽培设计的基本苗;利于培育适宜数量的壮秆大穗,改善群体通风透光条件,增强植株抗倒性;源库较协调,群体中后期光合生产能力强,利于稳定高产与创造超高产;同时可充分利用温光资源,利于多熟制周年高产。实施高产栽培的关键农艺为:①精确培育加大秧龄的壮秧;②精确定量机插;③适当重施分蘖肥与促花肥。(3)阐述了机直播稻生长发育特点与产量形成特征,介绍了合理确定机直播稻种植范围、选用相适生育期的抗倒大穗型品种、抢早机械精播、切实加强化学除草与肥水管理等增产增效的农艺措施。同时,进一步分析了中国水稻种植机械化存在的主要问题,紧贴国情,明确提出专业化培育标准化壮秧与机械精确移栽,并配套稳定高产高效农艺,应是中国多数稻区栽培机械化的基本方向,机械化直播可在稻季热量丰裕的部分地区应用。接着,指明了相应的研发重点与关键:①强调把毯苗机插高产栽培列为中国水稻主产区机械化主体方向加以重点研发,认为必须加强研发的重点是:增强毯苗秧龄弹性与秧苗素质;秸秆机械高质量还田整地与精确栽插秧苗;促进大田稳靠早发,培育适量壮秆大穗,增加群体总库容量。②降低机具成本,提高作业效率以及稳定超高产高效农艺的构建,则是水稻钵苗机插栽培研究的重点。③机直播稻高产栽培农艺发展应重点研究以高效的机械作业提高前茬秸秆还田质量与整地质量,提高机械精确播种质量与全苗早发的技术。文章最后还强调各水稻主产区,应据本区特点切实搞好当地主体机械化种植方式高产栽培全程机械化模式的技术集成与示范推广。

中国水稻群体研究进展

分群体产量生产、群体籽粒充实、群体源库特征和群体优化调控等 4个方面 ,对我国水稻群体研究的新进展进行了综述 ,并提出了未来水稻群体研究的

水稻栽培科学创新与发展的探讨

在回顾建国后中国水稻栽培科学所取得的巨大成就的基础上,对当前水稻栽培科学面临的实际问题进行了分析;从实现水稻生产、经济与生态三者的协调与发展出发,探讨了我国水稻栽培科学今后创新与发展的几个重点方向;在此基础上提出了促进创新与发展的几点建议。

黄淮地区小麦超高产形成及其特征的初步研究

本文通过１９９６～１９９７年在河南与江苏黄淮地区的小麦超高产综合试验，初步论述了亩产６００ｋｇ的产量结构特征，并分析了超高产形成的苗、株特征与群体动态特征。与此同时，提出了小麦超高产形成研究向纵深突破的两个观点：（１）必须突出超高产群体中期生育规律及调控的研究；（２）必须突出超高产生育形态生理方面实用诊断指标系统的构建。

水稻超高产栽培研究与探讨

扼要回顾了国内外水稻超高产栽培的研究进展,总结了扬州大学农学院关于水稻超高产栽培研究得到的水稻超高产形成规律、栽培途径以及关键技术与精确定量栽培技术的因地制宜集成,并对水稻超高产栽培研究进行了展望与探讨。

偏迟熟水稻北移及配套高产栽培技术的研究

通过不同生育期类型品种生产力的研究，揭示了品种间生育期越长产量越高的生物学规律。在此基础上提出了江苏的一种新的水稻品种布局与栽培模式。即在麦（油）稻两熟制中，根据不同地区水稻生长季的最大可能性，把以往认为适宜在苏中、苏南的较长生育期高产品种移植到淮北，把认为适宜苏南的较长生育期高产品种移植到江淮之间，并配套相应的高产栽培技术，从而更充分利用了稻季温光资源，在确保正常成熟的前提下，显著提高了产量与效益。

抛秧稻产量形成的生物学优势及高产栽培途径的研究

通过抛秧稻不同苗姿、苗质、抛栽密度与深度等试验，进一步分析明确了抛秧稻产量形成的生物学特点与优势，并针对生产中出现的问题，提出了充分发挥抛秧优势的高产栽培途径。

稻田套播麦高产高效轻型栽培技术研究

概括性报道了１９８３～１９９４年稻田套播麦的研究结果，初步阐明了稻田套播麦生长发育与产量形成的特点，明确了高产高效的生育特征与指标，并提出了相应的栽培策略与配套轻型栽培技术。